WO2011000853A1 - Verfahren und diagnosevorrichtung zur diagnose einer beheizbaren abgassonde einer brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und diagnosevorrichtung zur diagnose einer beheizbaren abgassonde einer brennkraftmaschine Download PDF

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WO2011000853A1
WO2011000853A1 PCT/EP2010/059251 EP2010059251W WO2011000853A1 WO 2011000853 A1 WO2011000853 A1 WO 2011000853A1 EP 2010059251 W EP2010059251 W EP 2010059251W WO 2011000853 A1 WO2011000853 A1 WO 2011000853A1
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WO
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voltage
current
exhaust gas
gas probe
cell
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Application number
PCT/EP2010/059251
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Cyril Verdier
Stefan Klein
Gerhard Lemke
Karsten Glashoff
Peter Brida
Frank Meier
Thomas Seiler
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2012518081A priority patent/JP5620483B2/ja
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Priority to US13/381,437 priority patent/US9062623B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
    • F02D41/1494—Control of sensor heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493—Details
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/417—Systems using cells, i.e. more than one cell and probes with solid electrolytes
    • G01N27/4175—Calibrating or checking the analyser

Definitions

  • the invention relates to a method for diagnosing a heatable exhaust gas probe of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and to a diagnostic device according to the preamble of claim 15.
  • the exhaust gas probes are usually connected to a control and / or regulating device of the internal combustion engine, so that the control and / or regulating device can acquire information about the composition of exhaust gases emerging from the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a control and / or regulating device of the internal combustion engine so that the control and / or regulating device can acquire information about the composition of exhaust gases emerging from the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • an exhaust gas probe at least one lambda probe is usually provided in an internal combustion engine with which an oxygen concentration in the exhaust gas can be detected. This allows a conclusion to an air
  • the lambda sensors can be in so-called jump probes and
  • the broadband probes can in turn be designed as single-cell broadband probes or as two-cell broadband probes.
  • Modern internal combustion engines usually have one or two
  • Lambda sensors which are used for gasoline engine jump and / or broadband probes. Diesel internal combustion engines have predominantly broadband lambda probes.
  • control and / or regulating unit detects sensor signals generated by the lambda probe or the lambda probes and further sensors of the internal combustion engine and operates the internal combustion engine as a function of these sensor signals. To detect errors in the sensors, the control and / or
  • the individual sensor signals are usually checked as to whether electrical faults (for example short circuits or interruptions of lines) are present. For this purpose, it can be checked, for example, whether the sensor signals are within admissible value ranges.
  • electrical faults for example short circuits or interruptions of lines
  • it can be checked, for example, whether the sensor signals are within admissible value ranges.
  • Control device usually, whether system errors exist. A system error is detected, for example, if the variables detected by means of different sensors contradict each other. Recognizes the tax and / or
  • Control device an electrical fault and / or a system error, then it notes the occurrence of the error in a fault memory.
  • diagnosis of a single lambda probe is not possible. Becomes For example, detected an electrical fault, then can not be determined with certainty, if the fault is based on a defect of the lambda probe or if the control and / or regulating device, in particular an evaluation circuit for the sensor signals of the lambda probe, is defective.
  • Single-cell and dual-cell broadband lambda probes are known, for example, from DE 10 2006 014 266 A1. Furthermore, from DE 197 16 173 A1 discloses a leakage current between an electrode of the lambda probe and a
  • the present invention has for its object to provide a method for diagnosing an exhaust gas probe of an internal combustion engine, which allows a reliable and accurate diagnosis of the exhaust probe and allows a statement about the nature of any existing error on the exhaust probe.
  • the task consists of specifying one to implement the procedure
  • the exhaust gas probe is preferably a lambda probe, in particular a jumping probe, a single-cell wideband probe or a two-cell wideband probe.
  • various parameters of the Exhaust probe largely independent of other components of the
  • the exhaust gas probe is brought to a defined operating point, so that the diagnosis delivers results with high validity and reproducibility.
  • the method is preferably carried out with the internal combustion engine stationary and not in operation. In this case, the exhaust gas probe can remain installed in the internal combustion engine.
  • the method according to the invention can also be at one of the
  • Internal combustion engine exhaust gas probe can be performed.
  • the voltage to the with electrodes of a cell in particular a pump cell (in the case of a two-cell probe) or a combined pumping and measuring cell (in the case of a single-cell probe), the
  • the voltage is varied step by step in alternating direction such that the voltage is successively different
  • the voltage is applied to the terminals connected to a trim resistor of the exhaust probe. As a result, it can be checked on the one hand, whether the trim resistance within the exhaust probe
  • a shunt is an unwanted electrically conductive path that runs parallel to a desired main electrically conductive path. If the current is within the permissible range, then the value of the trim resistor can be determined from the current. In this case, preferably as a function of a value of
  • Trim resistance, a setpoint for the pumping current z. B. be determined in air, as a positive voltage pump voltage are applied and the
  • a quotient between the pumping current and the desired value is preferably determined. If the quotient is greater in amount than one
  • predetermined threshold for example, a crack in one
  • a negative pump voltage is applied as the voltage, that an inverted pump current is detected as current, and it is checked whether the current is within a predefined permissible value
  • an inner electrode of a pump cell, and an electrically conductive housing part of the exhaust gas probe are applied as a current
  • Housing current can be detected and checked whether the housing current is less than or equal to a predetermined maximum value. If the current exceeds the maximum value, then the method determines that soot or other, in particular metallic deposits between the probe element and the
  • Housing in particular a protective tube of the housing, have deposited.
  • the above-described exhaust gas probe tests often involve a comparison of the detected current or a variable formed as a function of the detected current with predetermined threshold values or predetermined permissible ranges. Because different types of Exhaust gas sensors are used, the threshold values or the permissible ranges must be specified depending on the type of exhaust gas probe. Furthermore, often the regulation of the operating temperature must be adapted to the type of exhaust gas probe. For this purpose, the type of exhaust gas probe can be determined as a function of manual inputs by a user.
  • Cell resistance of at least one cell of the exhaust gas probe preferably the cell resistance of a measuring cell of the exhaust gas probe is characterized, detected or determined and depending on the measured variable, a type of exhaust gas probe is determined. It has been recognized that the individual types of the exhaust gas probe differ in particular in their cell resistance, so that an assignment of the type to cell resistance is possible. By automatically determining the type of exhaust probe operating errors are largely avoided by the user.
  • the cell resistance it can be provided that at least one measuring voltage is applied to the cell as the voltage and the current through the cell is detected as measured quantities for each measuring voltage.
  • the type of exhaust gas probe can be determined more reliably, since the resistance is determined not only for one voltage, but for several voltages.
  • At least two measuring voltages of different polarity are applied to the cell in chronological succession.
  • this can in the first case, a statement about the ohmic
  • Comparison of the type of exhaust gas probe determined. That is, for each measure is a result of the comparison is determined and the comparison results logically linked together to determine the type of exhaust gas probe.
  • An exhaust pipe of a conventional internal combustion engine, in which the exhaust gas probe is installed, is usually sealed so well against the ambient air, that after switching off the engine oxygen-poor exhaust gas in the
  • the diagnostic device may be used to carry out the invention
  • Diagnostic device having a programmable computer, which is programmed to carry out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a to a two-chamber broadband lambda probe
  • Figure 2 is a view similar to Figure 1, wherein it is in the
  • FIGS. 3 to 7 each show a part of a flow chart as an exemplary embodiment of a method for the diagnosis of the lambda probe shown in FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 8 shows a detailed representation of a step of the method from FIGS. 3 to 7.
  • the schematic representation of FIG. 1 shows a two-cell broadband
  • Lambda probe 1 which has an electrical connection in the form of a
  • the lambda probe 1 1 belongs to an exhaust system of an internal combustion engine (not shown). It can be arranged, for example, in the flow direction in front of or behind an exhaust gas catalytic converter in an exhaust pipe of the exhaust gas system.
  • lambda probe 1 1 can also be temporarily removed from the internal combustion engine for the purpose of diagnosis. It is also conceivable that the
  • the first functional test can also be carried out with the lambda probe 1 1 already installed.
  • the lambda probe 1 1 has a pumping cell 17.
  • the pumping cell 17 comprises an external pumping electrode 19, which is connected to a connection of the connector 13 designated "APE.”
  • the pumping cell 17 is connected to a terminal IPN of the connector 13. Between the Outside pumping electrode 19 and the inner pumping electrode 21 is a first formed of zirconia solid electrolyte 23.
  • a first formed of zirconia solid electrolyte 23 In the exhaust system built-Lambdasonde 1 1 is limited by the outer pumping electrode 19 side of the pumping cell 17 faces an interior of the exhaust pipe of the internal combustion engine, whereas a limited by the inner pumping electrode side the pumping cell 17 facing a in the interior of the lambda probe 1 1 existing diffusion gap (not shown).
  • the pumping cell 17 is thus located between a side of the lambda probe 11 facing the interior of the exhaust pipe and the diffusion gap of the lambda probe 11.
  • a measuring cell is arranged between the diffusion gap and a reference air channel (not shown) of the lambda probe 1 1, which is usually connected to ambient air.
  • the Nernst cell 25 has a second solid electrolyte 27, on whose diffusion gap side facing a Nernst electrode 29 is arranged, which is electrically connected to the terminal IPN of the connector 13.
  • a second solid electrolyte 27 is arranged at one of the reference air duct side facing the second
  • Solid electrolyte 27 a reference electrode 31 of the Nernst cell 25 is arranged.
  • the reference electrode 31 is electrically connected to a terminal RE of the connector 13.
  • the lambda probe 1 1 a is arranged.
  • Heating element 33 which is connected to two terminals H + and H- of the connector 13.
  • the heating element 33 and the two cells 17 and 25 are integrated into a sensor element of the lambda probe 1 1, so that the heating element 33 is thermally coupled to the cells 17, 25, in particular to their solid-state electrolytes 23, 27.
  • the lambda probe 1 1 is constructed according to a suitable manufacturing technology.
  • the lambda probe 1 1 may be formed as a so-called finger probe or manufactured in a planar technology. Regardless of the manufacturing technology used, the
  • Lambda probe 1 1 a housing 35, which is an electrically conductive
  • Housing part 37 which may for example consist of metal.
  • the electrically conductive housing part 37 is connected to the diagnostic device 15.
  • a trim resistor 39 is arranged in the lambda probe 1 1, wherein a first terminal of the trim resistor 39 is connected to the terminal APE of the connector 13 and a second terminal of the trim resistor 39 is connected to the terminal RT of the connector 13.
  • the trim resistor 39 may, for example, have a value of about 30 ohms to 300 ohms.
  • the value of the trim resistor 39 is usually set immediately after the lambda probe is manufactured.
  • the trim resistor 39 is connected in parallel to a measuring resistor in the control electronics. Then the trim resistor is adjusted so that a given current (eg 2.54 mA) results from the measuring resistor when the lambda probe 1 1 a
  • the diagnostic device 15 has a first voltage source 41, which is supplied by a
  • Control device 43 of the diagnostic device 15 is controlled on.
  • the first voltage source 41 is connected in series with a first current sensor 45.
  • the first current sensor 45 is connected to the control device 43, so that the control device 43 can detect a current I 1 flowing through the first voltage source 41.
  • a terminal of the first current sensor 45 remote from the voltage source 41 is connected to the terminal APE of the connector 13.
  • a side of the first voltage source 41 facing away from the first current sensor 45 is connected to a terminal of a first switching element 47 and of a second switching element 49. Another terminal of the first switching element 47 is connected to the terminal RT of the connector 13.
  • Another connection of the second switching element 49 is connected to the connection IPN of the connector 13.
  • the diagnostic device 15 has a second voltage source 51, which is connected in series with a second current sensor 53.
  • the second voltage source 51 which is connected in series with a second current sensor 53.
  • Voltage source 51 is controllable and in such a way to the control device 43 connected to this that can set a generated by the second voltage source 51 during operation voltage U 2 .
  • the second current sensor 53 is coupled to the control device 43 such that the control device 43 can detect a current I 2 flowing through the second voltage source 51. A remote from the second voltage source 51 terminal of the second
  • Current sensor 53 is connected to the terminal IPN of the connector 13.
  • a terminal of the second voltage source 51 facing away from the second current sensor 53 is connected to a third switching element 55 and a fourth
  • Switching element 57 connected.
  • a terminal of the third switching element 55, which is not directly connected to the second voltage source 51, is connected to the housing part 37 of the lambda probe 1 1, and a terminal of the fourth switching element 57, which is not directly connected to the second voltage source 51, is with connected to the terminal RE of the connector 13.
  • Each switching element 47, 49, 55, 57 is coupled to the control device 43, so that the control device 43, the individual switching elements 47,
  • the switching elements 47, 49, 55, 57 can individually control (corresponding connections are not shown in FIG. 1 for the sake of clarity). Overall, the switching elements 47, 49, 55, 57 form a switching arrangement for connecting the voltage sources 41, 51 and the associated current sensors 45, 53 with the individual terminals APE, RT, IPN, RE of the connector 13 and with the
  • the switching arrangement is constructed in a different way.
  • the switching elements can at other terminals of the connector 13, for example, between a signal and a heater electrode for checking the internal
  • Leakage current can be arranged. It can also be a different number
  • Switching elements are provided. Moreover, it is conceivable to provide only one or more than two voltage sources instead of two voltage sources 41, 51 and to increase or reduce the number of switching elements accordingly.
  • the switching elements 47, 49, 55, 57 can be realized in any desired manner (eg semiconductor switches or switching relays).
  • the diagnostic device 15 has a control element 59 for regulating a temperature of the lambda probe 1 1 based on an internal resistance of the Nernst cell 25.
  • the control element 59 is connected to the two terminals H + and H- of the connector 13, which is connected to the heating element 33 of the
  • Lambda probe 1 1 are connected.
  • the control element 59 is connected to the Control means 43 connected, so that the control means 43, the control element 59 can control, for example, to specify a desired value.
  • the exhaust gas probe is designed as a single-cell broadband lambda probe 61. Instead of the pumping cell 17 and the Nernst cell
  • single cell broadband lambda probe 61 includes a combined pumping and Nernst cell 63. Therefore, in this probe 61, only the first one
  • Solid electrolyte 23 is present.
  • An outer electrode 65 is arranged on a side of the first solid electrolyte 23 facing the interior of the exhaust pipe when the probe 61 is installed.
  • an inner electrode 67 is arranged on an away from the interior side of the first solid electrolyte 23, an inner electrode 67 is arranged.
  • the outer electrode 65 is electrically connected to a terminal ALE of the connector 13, and the inner electrode 67 is electrically connected to a terminal IPE of the connector 13.
  • the single-diode broadband lambda probe 61 can be connected to the simplified diagnostic device 15 shown in FIG. In the case of the diagnostic device 15 shown in FIG. 2, the third switching element 55 and the fourth switching element 57 shown in FIG. 1 are not present. It is also possible to use the diagnostic device 15 shown in FIG. 1 in conjunction with the single-cell broadband lambda probe 61.
  • the terminal RT of the diagnostic device 15 can remain free, and the combined pumping and Nernst cell 63 is connected with its connection ALE to the connection APE of the diagnosis device 15 and with its connection IPE to the connections IPN and RE of the diagnosis device 15 ,
  • the single-cell broadband lambda probe 61 also has the trim resistor 39. This can for example be between the terminal ALE and the one shown in FIG
  • This method 71 can be carried out by means of the diagnostic device shown in FIGS. 1 and 2 under the control of its control device 43. Deviating from this, the method 71 can also be implemented in other ways, in particular with differently constructed diagnostic devices and / or other, e.g. dynamic, such as sinusoidal, voltage-time programs or current-time programs, are performed.
  • the lambda probe 1 1 When using the diagnostic device 15, the lambda probe 1 1 must be electrically disconnected from the control and / or regulating device of the internal combustion engine and connected to the diagnostic device 15. This can be done, for example, by performing before executing the
  • Lambda probe 1 1 and the diagnostic device 15 is made manually.
  • the method 71 is executed, for example, when the internal combustion engine is stationary or at a stable operating point.
  • the lambda probe 1 1 can remain installed in the internal combustion engine. However, it is also possible to expand the lambda probe 1 1 before carrying out the method 71 from the internal combustion engine. Since neither the diagnostic device 15 nor the lambda probe 1 1 with the control unit of the internal combustion engine in the
  • Execution of the method 71 is connected, by means of the method 71 an isolated diagnosis of the lambda probe 1 1 can be performed.
  • a type of lambda probe 1 1 is determined in a probe detection step 75.
  • Probe detection 75 determines the type of probe by electrical measurements, so that the subsequent steps of the method 71 can be carried out in dependence on the determined type of lambda probe 1 1.
  • control device 43 adjusts the control element 59 in such a way that it regulates a temperature of the sensor element of the lambda probe to a predetermined desired value.
  • a controlled variable here is one of the
  • a manipulated variable is a heating power of the heating element 33, which may influence the control element 59, for example by changing the heating voltage U H.
  • the control device 43 determines from the predetermined setpoint value of the temperature and a type of lambda probe identified by step 75 a setpoint value for the
  • the desired value of the temperature of the sensor element can be specified either as a constant, or the desired value of the temperature can be specified depending on the type of lambda probe. It can also be provided that the
  • Control device 43 the target value of the internal resistance directly in
  • the control device 43 controls the first switching element 47 and the second switching element 49 so that only the first switching element 47 is closed.
  • control device controls the first voltage source 41 such that a predetermined voltage URT is applied to the voltage source 41 and thus also between the terminals APE and RT.
  • the control device 43 detects the current I 1 by means of the first current sensor 45, which corresponds to a current through the trim resistor 39 when the lambda probe 1 1 is intact.
  • it is checked in a branch 79, whether the current I RT within a by a minimum value Im-. m i n and a maximum Im-. max limited Area lies. If this is not the case (N), an error is detected in a step 81.
  • the control device 43 can determine the error in step 81 and / or log. If the current is smaller than the minimum value l RT, max , then a poor contact of the trim resistor 39 or a
  • step 81 Interruption detected between a terminal of the trim resistor 39 and one of the terminals APE or RT of the connector 13. If the detected current I RT is greater than the maximum value I RT, max , then a shunt parallel to the trim resistor 39 is detected. If the detected current is within the allowable range (Y), then branching is made to a next test step 83. Notwithstanding the embodiment shown, depending on the predetermined voltage U RT and the detected current I RT , the resistance between the terminals APE and RT can first be calculated and the calculated resistance compared with a permissible resistance range. Depending on this comparison, it is then possible in step 81 again to indicate a bad contact or interruption or a
  • step 83 of the voltage source 41 is a constant
  • the value of the pumping voltage U P is varied stepwise. Initially, no or only a low voltage is applied to the pump cell 17 or the pumping and Nernst cell 63, after which a relatively small value U P 1 , which can be, for example, 800 mV, is applied and an associated current I P 1 is applied of the first current sensor 45 is measured. Subsequently, a higher voltage U P 1 , which can be, for example, 800 mV, is applied and an associated current I P 1 is applied of the first current sensor 45 is measured. Subsequently, a higher
  • Terminals APE and IPN or ALE and IPE applied and an associated current I P 2 measured.
  • the smaller pumping voltage U P 1 is again applied and an associated current I P 3 is detected.
  • a branch 85 checks whether the two current values I P 1 and Ip 2 are zero. If this is the case (Y), in a step 87, a defect of
  • Absolute values as well as the difference between them can be used as a diagnostic criterion. This improves the sensitivity to defective IPN and, in combination with the results of the Ip hysteresis study, allows a clear distinction as to which of the two pumping electrodes is the defective one.
  • Switching elements 47 and 49 applied and the current I 1 detected as a current I RT2 . From the detected current I RT2 , a desired value IP , SO is determined for the pumping current (step 95). Subsequently, in a step 97, a predetermined constant positive pump voltage U P > 0 is applied to the terminals APE and IPN. For this purpose, the control device 43 controls the switching elements 47, 49 and the first
  • a branching 99 it is checked in a branching 99 whether a quotient of the detected pumping current I P and the determined desired value I P, SO ⁇ is in terms of magnitude in a range bounded by the values Q m ⁇ n and Q max . This is not the case (N), then in a step 101, an error in the pumping cell 17 is detected. If the quotient is greater than the value Q max , then a crack in one
  • Probe to be set during diagnosis present gas.
  • the quotient may deviate up to 14%, that is
  • steps 93, 95, 97, 99, 101 shown in FIG. 5 for checking the hysteresis are also carried out in single-cell probes and / or probes without the trim resistor 39.
  • the pump voltage U P is applied to the terminals ALE and IPE in step 97. at
  • step 93 and in step 95, the setpoint I P, SO ⁇ the pumping current in other ways, for example, as a constant, which may depend on the type of lambda probe set.
  • a negative voltage -U Pn is generated by the first voltage source 41, that is, Ui ⁇ 0.
  • the negative voltage is applied to the terminals APE and IPN, and ALE and IPE, respectively.
  • the control device 43 closes the first switching element 47 and opens the second switching element 49.
  • a pump current I P is detected.
  • a branch 105 following the step 103 checks whether the magnitude of the detected pumping current I P is within a range determined by values I P m ⁇ n and I P, max limited area lies.
  • step 107 If this is not the case (N), then a fault is detected in the lambda probe 1 1 in a step 107. Otherwise (Y), a branch is made to a step 109. If the detected pumping current I P is less than the minimum value Ip m i n , then in step 107 a sooting of one on the
  • shedding can occur due to deposits between the
  • step 109 a Conductivity between the port IPN or IPE and the conductive housing part 37 checked. For this purpose, in step 109 a
  • Voltage U ge between the port IPN or IPE and the electrically conductive housing part 37 is applied.
  • the voltage U is ge
  • control device 43 of the diagnostic device shown in Figure 1 closes the third switching element 55 and holds the fourth switching element 57 open. Further, the controller 43 controls the second one
  • a shunt may be due to fouling of the lambda probe 1 1, in particular of a
  • Soot deposit between the sensor element and an inner side of a protective tube of the housing 35 originate. If the housing current l ge is not greater than the critical value l ge , knt (N), then it is branched to a step 1 15. in the
  • Step 1 15 will be the test results obtained in the previous steps evaluated. For example, they can be displayed and / or saved. It is also conceivable that, in particular if all tests have individually delivered no error finding, a multi-dimensional feature spectrum is checked. That is, the tolerance ranges of each function variable examined are fixed in a final test of where each of the other functional values lie. This allows for a more sensitive overall diagnosis and also takes into account interactions between individual parameters. Subsequently, the process in step 1 17 is terminated. In the illustrated embodiment of the method 71, in the case where a single check recognizes an error, that is, in case one of the steps 81, 87, 91, 101, 107 or 1 13 is executed, the method 71 is referred to the next review. That is, everyone will
  • control device 43 controls the sequence of the method 71 and evaluates detected variables for the diagnosis of the lambda probe 1 1, 61 from.
  • the control device 43 thus also forms an evaluation unit of the diagnostic device 15. Deviating from this, however, it can also be provided that the method
  • step 71 is terminated as soon as one of the checks detects an error.
  • step 81, 87, 91, 101 or 107 immediately branches to step 1 15.
  • the order of the checks shown in each case in Figures 3 to 7 can be varied as desired. In other words,
  • Embodiments may also account for any of these reviews.
  • step 75 for recognizing the type of lambda probe 1 1 will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • the control device 43 first controls the control element 59 in such a way that a heating voltage U H is applied between the connection H + and the connection H of the lambda probe 1 1 (step
  • the heating voltage UH only has to be sufficiently high so that a sufficiently high temperature of the solid-state electrolytes 23, 27 is achieved for all types of probes with which the diagnostic device 15 is to be operated
  • Solid electrolytes 23, 27 can conduct oxygen ions.
  • oxygen ions are transported to the diffusion gap of the lambda probe 1 1.
  • a negative voltage U 0 ⁇ 0 is applied to the Nernst cell 25.
  • the Nernst cell 25 is again disconnected from the voltage U 0 .
  • the control device 43, the fourth switching element 57 open.
  • a step 125 following the step 123 by means of the
  • Voltage sensor 52 a voltage U M between the terminal APE and the terminal RE, that is, substantially a voltage between the outer pumping electrode 19 and the reference electrode 31 detected.
  • the magnitude of the voltage UM is a measure of the oxygen content in the gas, which is present at the side of the lambda probe 1 1 facing the outer pumping electrode 19.
  • the result is a relatively high value for the voltage U M , which is typically above 450 mV.
  • the steps 123 and 125 thus serve to detect low-oxygen gas (fat gas detection).
  • Low-oxygen gas may be present in particular when the lambda probe 1 1 during the diagnosis in the exhaust pipe of the
  • step 123 the voltage UD is applied to the terminals ALE and IPE.
  • step 125 the voltage U M by means of the voltage sensor 52 between the
  • connections ALE and IPE measured. Subsequently, it is checked in a branch 127 whether the detected voltage UM is greater in magnitude than a critical value U M, k ⁇ t - If this is the case (Y), then it is recognized that oxygen-poor, that is rich gas is present, and in one step 129, a correction value ⁇ U is set to a value corresponding to the magnitude of the voltage U M. Otherwise (N), in step 131, the
  • Step 129 or 131 is followed by a step 133 in which a negative voltage is applied between the terminal IPN and the terminal RE. This voltage corresponds to a predetermined amount
  • a positive predetermined constant voltage U S D2> 0 is applied to the terminals IPN and RE, whereby the voltage at the
  • step 137 the type of lambda probe 1 1 is determined as a function of the two detected pump currents I S DI and I SD2 .
  • two types of lambda probe 1 1 can be distinguished on the basis of the detected pump currents I S DI and ISD 2
  • Geometry in particular the size of the air diffusion channel for
  • Electrode 29 differ. Because of the different geometries namely a resistance of the Nernst cell 25 of the lambda probe 1 1 of these different types is different. This results in the lambda probe 1 1 of the type in which the Nernst cell 25 a small ohmic
  • step 137 the type of lambda probe 1 1 is detected, in which the resistance of the Nernst cell 25 and the reference air channel is low, when the detected Currents are both greater than certain predetermined minimum values, that is, if I S DI> Xi and ISD2> as X2.
  • step 137 the type of lambda probe 11, in which the resistance of the Nernst cell 25 and the reference air channel is high, is detected when the detected currents are less than certain predetermined minimum values, that is, if I S DI ⁇ as Yi and I S D2 ⁇ as Y 2 .
  • Other, opposite combinations between the detected currents may also characterize a probe type.
  • the above-described steps 133, 135, 137 for distinguishing types of the lambda probe 1 1 can be applied in a corresponding manner also in conjunction with the single-cell lambda probe 61.
  • the method 71 can either be canceled or a user of the diagnostic device 15 for manually entering the type of lambda probe
  • step 137 a non-unique
  • Abrasion or aging effects (so-called dynamic effects) of the lambda probe 1 1 has changed.
  • the present invention provides a method or a diagnostic device, with a detailed review of a

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (71) zur Diagnose einer beheizbaren Abgassonde (11) einer Brennkraftmaschine, bei dem mittels einer Spannungsquelle (41, 51) eine vorgegebene zeitlich variierende oder konstante Spannung (U1, U2) oder ein vorgegebener zeitlich variierender oder konstanter Strom (I1, I2)erzeugt wird, die Spannung (U1, U2) bzw. der Strom (I1, I2) an Anschlüsse (APE, RT, I PN, RE, ALE, I PE, 37) der Abgassonde (11) angelegt wird, ein bei angelegter Spannung (U1, U2) bzw. angelegtem Strom (I1, I2) durch die Spannungsquelle fließender Strom (I1, I2) bzw. anliegende Spannung (U1, U2) erfasst wird und der Strom (I1, I2) bzw. die Spannung (U1, U2) zur Diagnose der Abgassonde (11) ausgewertet wird. Um ein Verfahren (71) zur Diagnose der Abgassonde (71) anzugeben, dass eine zuverlässige und treffsichere Diagnose der Abgassonde (71) erlaubt und eine Aussage über die Art eines eventuell vorhandenen Fehlers an der Abgassonde (71) ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass das Verfahren (71) unabhängig von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine ausgeführt wird, wobei eine Betriebstemperatur der Abgassonde (11) mittels einem von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung getrennten Regelelement (59) auf einen vorgegebenen Temperaturwert geregelt wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Diagnosevorrichtung zur Diagnose einer beheizbaren
Abgassonde einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer beheizbaren Abgassonde einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Diagnosevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Es ist allgemein bekannt, Brennkraftmaschinen, insbesondere
Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, mit einer oder mehreren Abgassonden auszustatten. Die Abgassonden sind üblicherweise mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine verbunden, so dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung Informationen über die Zusammensetzung von aus Brennräumen der Brennkraftmaschine austretenden Abgasen erfassen kann. Als Abgassonde ist in einer Brennkraftmaschine üblicherweise mindestens eine Lambdasonde vorgesehen, mit der eine Sauerstoffkonzentration im Abgas erfasst werden kann. Dies ermöglicht einen Rückschluss auf ein Luft-
Kraftstoffverhältnis im Brennraum, so dass die Brennkraftmaschine
beispielsweise so geregelt werden kann, dass Abgasbestimmungen eingehalten werden. Die Lambdasonden lassen sich in sogenannte Sprungsonden und
Breitbandsonden unterteilen. Die Breitbandsonden können wiederum als Einzellen-Breitbandsonden oder als Zweizellen-Breitbandsonden ausgebildet sein. Eine Sprungsonde weist für eine Luftzahl des Abgases, die im Bereich von λ = 1 liegt, ziemlich hohe Empfindlichkeit auf. Für Luftzahlen, die nicht im Bereich von etwa λ = 1 liegen, ist die Empfindlichkeit der Sprungsonden relativ gering.
Deshalb ergibt sich bei einer kontinuierlich steigenden Luftzahl im Abgas ein Sprung eines von einer Sprungsonde erzeugten Ausgangssignals, sobald die Luftzahl in den Bereich von etwa λ = 1 eintritt. Dahingegen haben Breitband- Lambdasonden auch außerhalb des um den Wert λ =1 liegenden Bereichs der Luftzahl eine relativ hohe Empfindlichkeit.
Moderne Brennkraftmaschinen weisen üblicherweise eine oder zwei
Lambdasonden auf, wobei für Otto-Brennkraftmaschinen Sprung- und/oder Breitbandsonden verwendet werden. Diesel-Brennkraftmaschinen weisen vorwiegend Breitband-Lambdasonden auf.
Beim Betrieb der Brennkraftmaschinen erfasst die Steuer- und/oder Regeleinheit von der Lambdasonde beziehungsweise den Lambdasonden und weiteren Sensoren der Brennkraftmaschine erzeugte Sensorsignale und betreibt die Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von diesen Sensorsignalen. Um Fehler bei den Sensoren erkennen zu können, überprüft die Steuer- und/oder
Regeleinrichtung während des Betriebs der Brennkraftmaschine die einzelnen Sensorsignale. Hierbei werden üblicherweise die Signale dahingehend überprüft, ob elektrische Fehler (z. B. Kurzschlüsse oder Unterbrechungen von Leitungen) vorliegen. Hierzu kann beispielsweise überprüft werden, ob die Sensorsignale in zulässigen Wertebereichen liegen. Darüber hinaus prüft die Steuer- und/oder
Regeleinrichtung üblicherweise, ob Systemfehler vorliegen. Ein Systemfehler wird beispielsweise erkannt, wenn die mittels unterschiedlicher Sensoren erfassten Größen sich widersprechen. Erkennt die Steuer- und/oder
Regeleinrichtung einen elektrischen Fehler und/oder einen Systemfehler, dann vermerkt sie das Auftreten des Fehlers in einem Fehlerspeicher.
Bekannte Diagnoseverfahren, die beispielsweise zur Vorbereitung von
Reparaturen oder bei Wartungsarbeiten an der Brennkraftmaschine
beziehungsweise an einem Kraftfahrzeug, in das die Brennkraftmaschine eingebaut ist, durchgeführt werden, greifen auf die beispielsweise im
Fehlerspeicher abgelegten Informationen zurück. Hierdurch können in einem gewissen Umfang Rückschlüsse über die Funktionsfähigkeit einer Lambdasonde gezogen werden. Da beim Betrieb der Brennkraftmaschine komplexe
Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten der
Brennkraftmaschine bestehen, ist eine hinreichend sichere und zuverlässige
Diagnose einer einzelnen Lambdasonde jedoch nicht möglich. Wird beispielsweise ein elektrischer Fehler erkannt, dann kann in der Regel nicht mit Sicherheit festgestellt werden, ob der Fehler auf einem Defekt der Lambdasonde beruht oder ob die Steuer- und/oder Regeleinrichtung, insbesondere eine Auswerteschaltung für die Sensorsignale der Lambdasonde, defekt ist.
Außerdem können Systemfehler in vielen Fällen nicht eindeutig einem bestimmten Sensor, wie beispielsweise einer bestimmten Lambdasonde, zugeordnet werden. Es besteht die Gefahr, dass die Lambdasonde
fälschlicherweise als defekt erkannt wird, obwohl in Wirklichkeit eine andere Komponente der Brennkraftmaschine, insbesondere ein anderer Sensor der Brennkraftmaschine, nicht korrekt funktioniert. Tritt ein Defekt in der
Brennkraftmaschine auf, kann es bei Verwendung bekannter Diagnoseverfahren deshalb zu einer langwierigen Fehlersuche kommen, bis letztendlich die tatsächlich defekte Komponente identifiziert wird. Zuverlässige Rückschlüsse auf die Art des Fehlers der Lambdasonde sind bei bekannten Diagnoseverfahren praktisch unmöglich.
Einzellen- und Zweizellen-Breitbandlambdasonden sind beispielsweise aus der DE 10 2006 014 266 A1 bekannt. Ferner ist aus der DE 197 16 173 A1 bekannt, einen Leckstrom zwischen einer Elektrode der Lambdasonde und einem
Heizelement der Lambdasonde zu erfassen.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Diagnose einer Abgassonde einer Brennkraftmaschine anzugeben, das eine zuverlässige und treffsichere Diagnose der Abgassonde erlaubt und eine Aussage über die Art eines eventuell vorhandenen Fehlers an der Abgassonde ermöglicht. Mit Blick auf ihre Vorrichtungsaspekte besteht die Aufgabe in der Angabe einer zur Durchführung des Verfahrens eingerichteten
Diagnosevorrichtung.
Diese Aufgaben werden jeweils durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bei der Abgassonde handelt es sich vorzugsweise um eine Lambdasonde, insbesondere eine Sprungsonde, eine Einzellen-Breitbandsonde oder eine Zweizellen-Breitbandsonde. Bei der Diagnose der Abgassonde mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können verschiedene Parameter der Abgassonde weitgehend unabhängig von anderen Komponenten der
Brennkraftmaschine überprüft werden. Insbesondere sind Wechselwirkungen mit anderen Sensoren der Brennkraftmaschine ausgeschlossen. Ein Zugriff auf einen Fehlerspeicher der Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist nicht erforderlich. Durch die Regelung der Temperatur der Abgassonde, insbesondere der
Temperatur eines Sensorelements der Abgassonde, wird die Abgassonde auf einen definierten Betriebspunkt gebracht, sodass die Diagnose Ergebnisse mit hoher Validität und Reproduzierbarkeit liefert. Das Verfahren wird vorzugsweise bei stillstehender und nicht im Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine ausgeführt. Hierbei kann die Abgassonde in der Brennkraftmaschine eingebaut verbleiben. Die Diagnose nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren kann jedoch auch an einer aus der
Brennkraftmaschine ausgebauten Abgassonde durchgeführt werden.
Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine schnelle und zuverlässige Überprüfung der Abgassonde auf Fehler ermöglicht. Zudem kann eine relativ detaillierte Befundung der Abgassonde vorgenommen werden, die nicht nur im Rahmen von Reparatur- oder Wartungsarbeiten, sondern auch am Ende eines Herstellungsprozesses der Abgassonde, der Brennkraftmaschine oder eines Kraftfahrzeugs, in dem die Brennkraftmaschine eingebaut ist, durchgeführt werden kann. Es ist auch denkbar, dass das Verfahren
durchgeführt wird, wenn sich herausgestellt hat, dass ein gerade hergestelltes Kraftfahrzeug nicht korrekt funktioniert, so dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Art des Fehlers genauer analysiert werden kann. Eine solche genauere Analyse wird auch als„Null-Kilometer-Befundung" bezeichnet. Ferner können Lambdasonden von Kraftfahrzeugen, die vom Kunden unter
Inanspruchnahme einer Herstellergarantie beanstandet wurden, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft werden.
Es ist bevorzugt, dass die Spannung an die mit Elektroden einer Zelle, insbesondere einer Pumpzelle (im Falle einer Zweizellensonde) oder einer kombinierten Pump- und Messzelle (im Falle einer Einzellensonde), der
Abgassonde verbundenen Anschlüsse angelegt wird sodass als Strom ein bei intakter Abgassonde durch die Zelle fließender Pumpstrom erfasst wird. Durch Auswerten des erfassten Pumpstroms kann dann überprüft werden, ob die Abgassonde funktionsfähig ist oder ob die Abgassonde einen Fehler aufweist.
Hierbei ist besonders bevorzugt, dass die Spannung schrittweise in wechselnder Richtung derart variiert wird, dass die Spannung nacheinander verschiedene
Spannungswerte aufweist, und dass für mindestens zwei dieser Spannungswerte zugehörige Stromwerte des Stroms erfasst werden. Es ist bevorzugt, dass die beiden Spannungswerte, für die die zugehörigen Stromwerte erfasst werden, gleich sind.
Hierbei ist bevorzugt, dass durch Auswerten der Stromwerte, vorzugsweise durch Vergleichen der Stromwerte miteinander, eine Hysterese bezüglich der Abhängigkeit zwischen der angelegten Spannung und dem erfassten Strom überprüft wird. Werden genau zwei Stromwerte für zwei gleiche
Spannungswerte, die zu verschiedenen Zeitpunkten angelegt werden, erfasst, dann kann als Maß für die Hysterese eine Differenz zwischen den beiden Stromwerten herangezogen werden. Ist die Differenz betragsmäßig größer als ein vorgegebener Schwellwert, dann kann auf einen Defekt, insbesondere eine Schwarzfärbung, d.h. Keramikreduzierung infolge von Überbelastungen/zu hohen Spannungen, an einer der Elektroden der Zelle geschlossen werden.
Weiter ist bevorzugt, dass die Spannung an die mit einem Trimmwiderstand der Abgassonde verbundenen Anschlüsse angelegt wird. Hierdurch kann zum einen überprüft werden, ob der Trimmwiderstand innerhalb der Abgassonde
beziehungsweise über ein Anschlusskabel der Abgassonde korrekt mit den
Anschlüssen der Abgassonde, an die die Spannung angelegt wird, verbunden ist. Liegt der Strom außerhalb eines zulässigen Bereichs, dann wird auf eine schlechte Kontaktierung des Trimmwiderstands oder eine Unterbrechung der Verbindung zwischen einem der Anschlüsse und dem Trimmwiderstand oder auf einen Nebenschluss parallel zum Trimmwiderstand geschlossen. Generell ist unter einem Nebenschluss ein unerwünschter elektrisch leitfähiger Pfad zu verstehen, der parallel zu einem erwünschten elektrisch leitfähigen Hauptpfad verläuft. Ist der Strom innerhalb des zulässigen Bereichs, dann kann anhand des Stroms der Wert des Trimmwiderstands ermittelt werden. Hierbei kann, vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Wert des
Trimmwiderstands, ein Sollwert für den Pumpstrom z. B. an Luft ermittelt werden, als Spannung eine positive Pumpspannung angelegt werden und die
Abgassonde in Abhängigkeit von dem Sollwert und dem Pumpstrom überprüft werden. Hierbei wird vorzugsweise ein Quotient zwischen dem Pumpstrom und dem Sollwert ermittelt. Ist der Quotient betragsmäßig größer als ein
vorgegebener Schwellwert, dann wird beispielsweise ein Riss in einer
Diffusionsbarriere oder in der Sondenkeramik der Zelle oder ein elektrischer Nebenschluss zwischen den Elektroden der Zelle erkannt. Ist der Quotient betragsmäßig kleiner als ein weiterer Schwellwert, dann werden vorzugsweise
Verunreinigungen der Diffusionsbarriere („Versottung") erkannt.
Als weitere Überprüfung kann vorgesehen werden, dass als Spannung eine negative Pumpspannung angelegt wird, als Strom ein invertierter Pumpstrom erfasst wird und überprüft wird, ob der Strom in einem vorgegebenen zulässigen
Bereich liegt. Ein zu kleiner Strom deutet auf eine Verunreinigung einer
Schutzschicht der Abgassonde oder eine nicht hinreichende Beheizung der Abgassonde hin. Ist der Strom zu groß, dann liegt möglicherweise ein
elektrischer Nebenschluss zwischen den Elektroden oder eine Beschädigung bzw. ein Fehlen der Schutzschicht der Sonde vor.
Um einen Nebenschluss durch eine Verschmutzung, explizit Verrußung in einem Bereich zwischen einem Sondenelement und einem Gehäuse der Abgassonde zu erkennen, kann die Spannung zwischen einer Elektrode der Zelle,
vorzugsweise einer Innenelektrode einer Pumpzelle, und einem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil der Abgassonde angelegt werden, als Strom ein
Gehäusestrom erfasst werden und überprüft werden, ob der Gehäusestrom kleiner oder gleich einem vorgegebenen Höchstwert ist. Überschreitet der Strom den Höchstwert, dann stellt das Verfahren fest, dass sich Ruß oder andere, insbesondere metallische Ablagerungen zwischen dem Sondenelement und dem
Gehäuse, insbesondere einem Schutzrohr des Gehäuses, abgelagert haben.
Die oben beschriebenen Überprüfungen der Abgassonde umfassen oftmals einen Vergleich des erfassten Stroms beziehungsweise einer in Abhängigkeit von dem erfassten Strom gebildeten Größe mit vorgegebenen Schwellwerten oder vorgegebenen zulässigen Bereichen. Da unterschiedliche Typen von Abgassonden verwendet werden, müssen die Schwellwerte beziehungsweise die zulässigen Bereiche in Abhängigkeit von dem Typ der Abgassonde vorgegeben werden. Ferner muss oftmals die Regelung der Betriebstemperatur an den Typ der Abgassonde angepasst werden. Hierzu kann der Typ der Abgassonde in Abhängigkeit von manuellen Eingaben eines Benutzers ermittelt werden.
Bevorzugt ist jedoch, dass mindestens eine Messgröße, die einen
Zellenwiderstand der mindestens einen Zelle der Abgassonde, vorzugsweise den Zellenwiderstand einer Messzelle der Abgassonde, charakterisiert, erfasst oder ermittelt wird und in Abhängigkeit von der Messgröße ein Typ der Abgassonde ermittelt wird. Es wurde erkannt, dass sich die einzelnen Typen der Abgassonde insbesondere in ihrem Zellenwiderstand unterscheiden, so dass eine Zuordnung des Typs zum Zellenwiderstand möglich ist. Durch das automatische Ermitteln des Typs der Abgassonde werden Bedienfehler durch den Benutzer weitgehend vermieden.
Zum Ermitteln des Zellenwiderstands kann vorgesehen werden, dass als Spannung mindestens eine Messspannung an die Zelle angelegt wird und als Messgrößen für jede Messspannung der Strom durch die Zelle erfasst wird. Hierdurch kann der Typ der Abgassonde zuverlässiger ermittelt werden, da der Widerstand nicht nur für eine Spannung, sondern für mehrere Spannungen ermittelt wird.
Besonders bevorzugt ist hierbei, dass zeitlich nacheinander mindestens zwei Messspannungen unterschiedlicher Polarität an die Zelle angelegt werden. Beispielsweise kann hierdurch im ersten Fall eine Aussage über den ohmschen
Widerstand der Zellenkeramik und im zweiten Fall eine Aussage über den Diffusionswiderstand des Sauerstoffantransports an die Elektrode abgeleitet werden. Hierdurch können alterungsbedingte Veränderungen der Abgassonde desselben Typs von Unterschieden zwischen Abgassonden verschiedenen Typs unterschieden werden. Auf diese Weise werden Fehler bei der automatischen
Erkennung des Typs der Abgassonde aufgrund der Alterung oder der Abnutzung der Abgassonde zumindest weitgehend vermieden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die oder jede
Messgröße mit einem Schwellwert verglichen und in Abhängigkeit von diesem
Vergleich der Typ der Abgassonde ermittelt. Das heißt, für jede Messgröße wird ein Ergebnis des Vergleichs ermittelt und die Vergleichsergebnisse logisch miteinander verknüpft, um den Typ der Abgassonde zu ermitteln.
Einen weiteren Einflussfaktor auf den Zellenwiderstand bildet der
Sauerstoffgehalt des Gases, dem die Abgassonde ausgesetzt ist. Ein Abgasrohr einer gängigen Brennkraftmaschine, in das die Abgassonde eingebaut ist, ist üblicherweise derart gut gegenüber der Umgebungsluft abgedichtet, dass nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine sauerstoffarmes Abgas in dem
Abgasrohr verbleibt und ein Gasaustausch mit der Umgebung relativ langsam stattfindet. Folglich kann es vorkommen, dass beim Ausführen des Verfahrens die Abgassonde einem sauerstoffarmen Gas (Luftzahl λ< 0) ausgesetzt ist. Um einen störenden Einfluss bei der Erkennung des Typs der Abgassonde möglichst weitgehend zu eliminieren, ist bevorzugt, dass vor dem Anlegen der mindestens einen Messspannung an die Zelle eine durch das Abgas an der Zelle erzeugte Zellenspannung erfasst wird und zumindest eine Messspannung in Abhängigkeit von der Zellenspannung vorgegeben wird. Hierbei kann vorgesehen werden, dass die mindestens eine Messspannung um die erfasste Zellenspannung erhöht wird. Als weitere Lösung der oben genannten Aufgabe wird eine Diagnosevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 vorgeschlagen. Mit Hilfe einer solchen Diagnosevorrichtung kann die Abgassonde besonders einfach überprüft werden. Hierzu wird bei stillstehendem Motor eine elektrische Verbindung zwischen der Abgassonde und der Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine gelöst und die Anschlüsse der Abgassonde mit der Diagnosevorrichtung verbunden. Hierdurch wird eine isolierte Diagnose der Abgassonde ermöglicht. Ein Fehler an das Abgassonde kann hierdurch entweder eindeutig festgestellt oder sicher ausgeschlossen werden. Die Diagnosevorrichtung kann zum Ausführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingerichtet sein und somit sämtliche Vorteile des
erfindungsgemäßen Verfahrens verwirklichen. Insbesondere kann die
Diagnosevorrichtung einen programmierbaren Rechner aufweisen, der zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: Figur 1 eine an eine Zweikammer-Breitband-Lambdasonde
angeschlossene Diagnosevorrichtung in schematischer
Darstellung;
Figur 2 eine Darstellung ähnlich Figur 1 , wobei es sich bei der
Lambdasonde jedoch um eine Einkammer-Breitband-
Lambdasonde handelt;
Figuren 3 bis 7 jeweils einen Teil eines Flussdiagramms als Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Diagnose der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Lambdasonde; und
Figur 8 eine detaillierte Darstellung eines Schritts des Verfahrens aus den Figuren 3 bis 7. Die schematische Darstellung der Figur 1 zeigt eine Zweizellen-Breitband-
Lambdasonde 1 1 , die über eine elektrische Verbindung in Form eines
Steckverbinders 13 an eine Diagnosevorrichtung 15 angeschlossen ist. Die Lambdasonde 1 1 gehört zu einem Abgassystem einer Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). Sie kann beispielsweise in Strömungsrichtung vor oder hinter einem Abgaskatalysator in einem Abgasrohr des Abgassystems angeordnet sein. Die
Lambdasonde 1 1 kann jedoch auch zum Zwecke einer Diagnose zeitweise aus der Brennkraftmaschine ausgebaut sein. Es ist auch denkbar, dass die
Lambdasonde 1 1 zur erstmaligen Montage in der Brennkraftmaschine
vorgesehen ist und für einen erstmaligen Funktionstest an die
Diagnosevorrichtung 15 angeschlossen ist. Der erstmalige Funktionstest kann auch bei bereits eingebauter Lambdasonde 1 1 durchgeführt werden.
Die Lambdasonde 1 1 weist eine Pumpzelle 17 auf. Die Pumpzelle 17 umfasst eine Außenpumpelektrode 19, die mit einem„APE" bezeichneten Anschluss des Steckverbinders 13 verbunden ist. Eine Innenpumpelektrode 21 der Pumpzelle
17 ist mit einem Anschluss IPN des Steckverbinders 13 verbunden. Zwischen der Außenpumpelektrode 19 und der Innenpumpelektrode 21 befindet sich ein erster aus Zirkondioxid gebildeter Festkörperelektrolyt 23. Bei in das Abgassystem eingebauter Lambdasonde 1 1 ist eine durch die Außenpumpelektrode 19 begrenzte Seite der Pumpzelle 17 einem Innenraum des Abgasrohrs der Brennkraftmaschine zugewandt, wohingegen eine von der Innenpumpelektrode begrenzte Seite der Pumpzelle 17 einem im Inneren der Lambdasonde 1 1 vorhandenen Diffusionsspalt (nicht gezeigt) zugewandt ist. Die Pumpzelle 17 befindet sich somit zwischen einer dem Innenraum des Abgasrohrs zugewandten Seite der Lambdasonde 11 und dem Diffusionsspalt der Lambdasonde 11.
Zwischen dem Diffusionsspalt und einem üblicherweise mit Umgebungsluft verbundenen Referenzluftkanal (nicht gezeigt) der Lambdasonde 1 1 ist eine üblicherweise als Nernst-Zelle 25 bezeichnete Messzelle angeordnet. Die Nernst-Zelle 25 weist einen zweiten Festkörperelektrolyt 27 auf, an dessen Diffusionsspalt zugewandter Seite eine Nernst-Elektrode 29 angeordnet ist, die elektrisch mit dem Anschluss IPN des Steckverbinders 13 verbunden ist. An einer dem Referenzluftkanal zugewandten Seite des zweiten
Festkörperelektrolyts 27 ist eine Referenzelektrode 31 der Nernst-Zelle 25 angeordnet. Die Referenzelektrode 31 ist elektrisch mit einem Anschluss RE des Steckverbinders 13 verbunden. Außerdem weist die Lambdasonde 1 1 ein
Heizelement 33 auf, das mit zwei Anschlüssen H+ und H- des Steckverbinders 13 verbunden ist. Das Heizelement 33 und die beiden Zellen 17 und 25 sind in ein Sensorelement der Lambdasonde 1 1 integriert, sodass das Heizelement 33 mit den Zellen 17, 25, insbesondere mit deren Festkörperelektrolyten 23, 27 thermisch gekoppelt ist.
Die Lambdasonde 1 1 ist gemäß einer geeigneten Herstellungstechnologie aufgebaut. Beispielsweise kann die Lambdasonde 1 1 als eine sogenannte Finger-Sonde ausgebildet sein oder in einer Planar-Technologie hergestellt sein. Unabhängig von der verwendeten Herstellungstechnologie weist die
Lambdasonde 1 1 ein Gehäuse 35 auf, das einen elektrisch leitfähigen
Gehäuseteil 37 aufweist, der beispielsweise aus Metall bestehen kann. Der elektrisch leitfähige Gehäuseteil 37 ist mit der Diagnosevorrichtung 15 verbunden. Des Weiteren ist in der Lambdasonde 1 1 ein Trimmwiderstand 39 angeordnet, wobei ein erster Anschluss des Trimmwiderstands 39 mit dem Anschluss APE des Steckverbinders 13 und ein zweiter Anschluss des Trimmwiderstands 39 mit dem Anschluss RT des Steckverbinders 13 verbunden ist. Der Trimmwiderstand 39 kann beispielsweise einen Wert von etwa 30 Ohm bis 300 Ohm aufweisen.
Der Wert des Trimmwiderstands 39 wird üblicherweise unmittelbar nach der Herstellung der Lambdasonde festgelegt. Hierzu wird der Trimmwiderstand 39 parallel zu einem Messwiderstand in der Regelelektronik geschaltet. Dann wird der Trimmwiderstand so eingestellt, dass sich ein vorgegebener Strom (z. B. 2,54 mA) durch den Messwiderstand ergibt, wenn die Lambdasonde 1 1 einem
Gas mit der Luftzahl λ = 1 ausgesetzt ist. Beim Betrieb der Lambdasonde 1 1 können somit mit Hilfe des Trimmwiderstands 39 Fertigungstoleranzen der Lambdasonde 1 1 zumindest weitgehend ausgeglichen werden. Die Diagnosevorrichtung 15 weist eine erste Spannungsquelle 41 , die von einer
Steuereinrichtung 43 der Diagnosevorrichtung 15 steuerbar ist, auf. Die erste Spannungsquelle 41 ist mit einem ersten Stromsensor 45 in Serie geschaltet. Der erste Stromsensor 45 ist mit der Steuereinrichtung 43 verbunden, so dass die Steuereinrichtung 43 einen durch die erste Spannungsquelle 41 fließenden Strom I1 erfassen kann. Ein von der Spannungsquelle 41 abgewandter Anschluss des ersten Stromsensors 45 ist mit dem Anschluss APE des Steckverbinders 13 verbunden. Eine von dem ersten Stromsensor 45 abgewandte Seite der ersten Spannungsquelle 41 ist mit einem Anschluss eines ersten Schaltelements 47 und eines zweiten Schaltelements 49 verbunden. Ein weiterer Anschluss des ersten Schaltelements 47 ist mit dem Anschluss RT des Steckverbinders 13 verbunden.
Ein weiterer Anschluss des zweiten Schaltelements 49 ist an den Anschluss IPN des Steckverbinders 13 angeschlossen.
Zwischen den Anschlüssen APE und RE ist ein Spannungssensor 52
angeordnet, der so mit der Steuereinrichtung 43 verbunden ist, dass diese eine zwischen den Anschlüssen APE und RE anliegende Spannung UM erfassen kann.
Ferner weist die Diagnosevorrichtung 15 eine zweite Spannungsquelle 51 auf, die mit einem zweiten Stromsensor 53 in Serie geschaltet ist. Die zweite
Spannungsquelle 51 ist steuerbar und derart an die Steuereinrichtung 43 angeschlossen, dass diese eine von der zweiten Spannungsquelle 51 bei ihrem Betrieb erzeugte Spannung U2 einstellen kann. Der zweite Stromsensor 53 ist derart an die Steuereinrichtung 43 gekoppelt, dass die Steuereinrichtung 43 einen durch die zweite Spannungsquelle 51 fließenden Strom I2 erfassen kann. Ein von der zweiten Spannungsquelle 51 abgewandter Anschluss des zweiten
Stromsensors 53 ist mit dem Anschluss IPN des Steckverbinders 13 verbunden. Ein von dem zweiten Stromsensor 53 abgewandter Anschluss der zweiten Spannungsquelle 51 ist an ein drittes Schaltelement 55 und ein viertes
Schaltelement 57 angeschlossen. Ein Anschluss des dritten Schaltelements 55, der nicht unmittelbar mit der zweiten Spannungsquelle 51 verbunden ist, ist mit dem Gehäuseteil 37 der Lambdasonde 1 1 verbunden, und ein Anschluss des vierten Schaltelements 57, der nicht unmittelbar an die zweite Spannungsquelle 51 angeschlossen ist, ist mit dem Anschluss RE des Steckverbinders 13 verbunden. Jedes Schaltelement 47, 49, 55, 57 ist mit der Steuereinrichtung 43 gekoppelt, so dass die Steuereinrichtung 43 die einzelnen Schaltelemente 47,
49, 55, 57 einzeln ansteuern kann (entsprechende Verbindungen sind der Übersichtlichkeit halber in Figur 1 nicht eingezeichnet). Insgesamt bilden die Schaltelemente 47, 49, 55, 57 eine Schaltanordnung zum Verbinden der Spannungsquellen 41 , 51 sowie der zugehörigen Stromsensoren 45, 53 mit den einzelnen Anschlüssen APE, RT, IPN, RE des Steckverbinders 13 und mit dem
Gehäuse. In anderen Ausführungsformen der Diagnosevorrichtung 15 ist die Schaltanordnung auf eine andere Weise aufgebaut. Die Schaltelemente können an anderen Anschlüssen des Steckverbinders 13, beispielsweise auch zwischen einer Signal- und einer Heizerelektrode zur Überprüfung des internen
Leckstroms, angeordnet werden. Es kann auch eine abweichende Anzahl an
Schaltelementen vorgesehen werden. Darüber hinaus ist es denkbar, anstelle zwei Spannungsquellen 41 , 51 nur eine oder mehr als zwei Spannungsquellen vorzusehen und die Anzahl der Schaltelemente entsprechend zu erhöhen beziehungsweise zu verringern. Die Schaltelemente 47, 49, 55, 57 können in beliebiger Weise (z. B. Halbleiterschalter oder Schaltrelais) realisiert sein.
Des Weiteren weist die Diagnosevorrichtung 15 ein Regelelement 59 zum Regeln einer Temperatur der Lambdasonde 1 1 anhand eines Innenwiderstands der Nernst-Zelle 25 auf. Das Regelelement 59 ist mit den beiden Anschlüssen H+ und H- des Steckverbinders 13 verbunden, die an das Heizelement 33 der
Lambdasonde 1 1 angeschlossen sind. Das Regelelement 59 ist an die Steuereinrichtung 43 angeschlossen, so dass die Steuereinrichtung 43 das Regelelement 59 beispielsweise zum Vorgeben eines Sollwerts steuern kann.
In der Darstellung von Figur 2 ist die Abgassonde als eine Einzellen-Breitband- Lambdasonde 61 ausgebildet. Anstelle der Pumpzelle 17 und der Nernst-Zelle
25 weist die Einzellen-Breitband-Lambdasonde 61 eine kombinierte Pump- und Nernst-Zelle 63 auf. Deshalb ist in dieser Sonde 61 lediglich der erste
Festkörperelektrolyt 23 vorhanden. An einer bei eingebauter Sonde 61 dem Innenraum des Abgasrohrs zugewandten Seite des ersten Festkörperelektrolyts 23 ist eine Außenelektrode 65 angeordnet. An einer von dem Innenraum abgewandten Seite des ersten Festkörperelektrolyts 23 ist eine Innenelektrode 67 angeordnet. Die Außenelektrode 65 ist elektrisch mit einem Anschluss ALE des Steckverbinders 13 verbunden, und die Innenelektrode 67 ist elektrisch mit einem Anschluss IPE des Steckverbinders 13 verbunden.
Davon abgesehen, dass bei der Einzellen-Breitband-Lambdasonde 61 lediglich eine Zelle 63 vorhanden ist, weist sie denselben prinzipiellen Aufbau wie die in der Figur 1 gezeigte Zweizellen-Breitband-Lambdasonde 1 1 auf. Die
entsprechenden Teile der Einzellen-Breitband-Lambdasonde 61 sind deshalb mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals im Detail erläutert. An die Einzellen-Breitband-Lambdasonde 61 kann die in Figur 2 gezeigte vereinfachte Diagnosevorrichtung 15 angeschlossen werden. Bei der in der Figur 2 gezeigten Diagnosevorrichtung 15 sind das in der Figur 1 gezeigte dritte Schaltelement 55 und vierte Schaltelement 57 nicht vorhanden. Es ist auch möglich, die in der Figur 1 gezeigte Diagnosevorrichtung 15 in Verbindung mit der Einzellen-Breitband-Lambdasonde 61 zu verwenden. Der Anschluss RT der Diagnosevorrichtung 15 kann in diesem Fall frei bleiben, und die kombinierte Pump- und Nernst-Zelle 63 wird mit ihrem Anschluss ALE an den Anschluss APE der Diagnosevorrichtung 15 und mit ihrem Anschluss IPE an die Anschlüsse IPN und RE der Diagnosevorrichtung 15 angeschlossen.
In einer nicht gezeigten Ausführungsform weist auch die Einzellen-Breitband- Lambdasonde 61 den Trimmwiderstand 39 auf. Dieser kann beispielsweise zwischen dem Anschluss ALE und dem bei der in Figur 2 gezeigten
Lambdasonde 61 nicht vorhandenen Anschluss RT angeordnet sein. Im Folgenden wird anhand des in den Figur 3 bis 7 dargestellten
Flussdiagramms ein Verfahren 71 zur Diagnose einer Abgassonde,
insbesondere der Zweizellen-Lambdasonde 1 1 oder der Einzellen-Lambdasonde 61 , näher erläutert. Dieses Verfahren 71 kann mittels der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Diagnosevorrichtung gesteuert von deren Steuereinrichtung 43, durchgeführt werden. Abweichend hiervon kann das Verfahren 71 auch auf andere Weise, insbesondere mit anders aufgebauten Diagnosevorrichtungen und/oder anderen, z.B. dynamischen, etwa sinusförmigen, Spannungs-Zeit- Programmen bzw. Strom-Zeit-Programmen, durchgeführt werden.
Bei Verwendung der Diagnosevorrichtung 15 muss die Lambdasonde 1 1 elektrisch von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine getrennt werden und mit der Diagnosevorrichtung 15 verbunden werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass vor dem Ausführen des
Verfahrens 71 der Steckverbinder 13 zwischen der Lambdasonde 1 1 und dem
Steuergerät manuell gelöst und eine Steckverbindung zwischen der
Lambdasonde 1 1 und der Diagnosevorrichtung 15 manuell hergestellt wird. Das Verfahren 71 wird beispielsweise bei stillstehender oder sich in einem stabilen Arbeitspunkt befindender Brennkraftmaschine ausgeführt. Die Lambdasonde 1 1 kann hierbei in der Brennkraftmaschine eingebaut verbleiben. Es ist jedoch auch möglich, die Lambdasonde 1 1 vor Ausführen des Verfahrens 71 aus der Brennkraftmaschine auszubauen. Da weder die Diagnosevorrichtung 15 noch die Lambdasonde 1 1 mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine bei der
Ausführung des Verfahrens 71 verbunden ist, kann mittels des Verfahrens 71 eine isolierte Diagnose der Lambdasonde 1 1 durchgeführt werden.
Wechselwirkungen mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung der
Brennkraftmaschine oder anderen Teilen, insbesondere Sensoren und Aktoren der Brennkraftmaschine, können hierdurch zumindest weitgehend
ausgeschlossen werden. Denn das Verfahren wird völlig unabhängig von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine ausgeführt.
Nach einem Start 73 des Verfahrens 71 wird in einem Sondenerkennungsschritt 75 ein Typ der Lambdasonde 1 1 ermittelt. Einzelne, in Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge verwendete Lambdasonden, weisen auch bei identischem prinzipiellen Aufbau (Einzellensonde oder Zweizellensonde) erheblich unterschiedliche Geometrien, insbesondere der einzelnen Zellen 17, 25, 63 auf. Hieraus resultieren erhebliche Unterschiede hinsichtlich der elektrischen
Eigenschaften der Lambdasonden 1 1 der verschiedenen Typen. Die
Sondenerkennung 75 ermittelt den Typ der Sonde durch elektrische Messungen, so dass die nachfolgenden Schritte des Verfahrens 71 in Abhängigkeit von dem ermittelten Typ der Lambdasonde 1 1 ausgeführt werden können.
In einem Schritt 76 stellt die Steuereinrichtung 43 das Regelelement 59 so ein, dass es eine Temperatur des Sensorelements der Lambdasonde auf einen vorgegebenen Sollwert regelt. Als Regelgröße dient hierbei ein von der
Temperatur des Sensorelements abhängiger Innenwiderstand der Nernst-Zelle
25 bzw. der kombinierten Pump- und Nernst-Zelle 63. Als Stellgröße dient eine Heizleistung des Heizelements 33, die das Regelelement 59 beispielsweise durch Verändern der Heizspannung UH beeinflussen kann. Die Steuereinrichtung 43 ermittelt aus dem vorgegebenen Sollwert der Temperatur und einem vom im Schritt 75 identifizierten Typ der Lambdasonde einen Sollwert für den
Innenwiderstand, den sie dann dem Regelelement 59 vorgibt. In Abhängigkeit von der genauen Ausgestaltung der Diagnosevorrichtung 15 kann der Sollwert der Temperatur des Sensorelements entweder als eine Konstante vorgegeben werden, oder der Sollwert der Temperatur kann in Abhängigkeit von dem Typ der Lambdasonde vorgegeben werden. Es kann auch vorgesehen werden, dass die
Steuereinrichtung 43 den Sollwert des Innenwiderstands unmittelbar in
Abhängigkeit vom Typ der Lambdasonde 1 1 , beispielsweise anhand einer in der Steuereinrichtung 43 abgelegten Tabelle, ermittelt. Anschließend wird in einem Schritt 77 überprüft, ob der Trimmwiderstand 39 korrekt an den Anschlüssen APE und RT angeschlossen ist. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 43 das erste Schaltelement 47 und das zweite Schaltelement 49 so an, dass lediglich das erste Schaltelement 47 geschlossen ist. Des
Weiteren steuert die Steuereinrichtung die erste Spannungsquelle 41 so an, dass eine vorbestimmte Spannung URT an der Spannungsquelle 41 und somit auch zwischen den Anschlüssen APE und RT anliegt. Anschließend erfasst die Steuereinrichtung 43 mittels des ersten Stromsensors 45 den Strom I1, der bei intakter Lambdasonde 1 1 einen Strom durch den Trimmwiderstand 39 entspricht. Anschließend wird in einer Verzweigung 79 überprüft, ob der Strom IRT innerhalb eines durch einen Mindestwert Im-.min und einen Höchstwert Im-.max begrenzten Bereichs liegt. Ist dies nicht der Fall (N), wird in einem Schritt 81 ein Fehler festgestellt. Die Steuereinrichtung 43 kann im Schritt 81 den Fehler feststellen und/oder protokollieren. Ist der Strom kleiner als der Mindestwert lRT,max, dann wird eine schlechte Kontaktierung des Trimmwiderstands 39 oder eine
Unterbrechung zwischen einem Anschluss des Trimmwiderstands 39 und einem der Anschlüsse APE oder RT des Steckverbinders 13 erkannt. Ist der erfasste Strom I RT größer als der Höchstwert lRT,max, dann wird ein Nebenschluss parallel zum Trimmwiderstand 39 erkannt. Liegt der erfasste Strom innerhalb des zulässigen Bereichs (Y), dann wird zu einem nächsten Prüfschritt 83 verzweigt. Abweichend von der gezeigten Ausführungsform kann in Abhängigkeit von der vorgegebenen Spannung URT und dem erfassten Strom IRT zunächst der Widerstand zwischen den Anschlüssen APE und RT berechnet werden und der berechnete Widerstand mit einem zulässigen Widerstandsbereich verglichen werden. In Abhängigkeit von diesem Vergleich kann dann im Schritt 81 wieder auf eine schlechte Kontaktierung oder Unterbrechung beziehungsweise einen
Nebenschluss geschlossen werden.
Anschließend wird eine Hysterese innerhalb eines Zusammenhangs zwischen einer positiven Pumpspannung UP > 0 und einem Pumpstrom IP überprüft (siehe Figur 4). Hierzu wird im Schritt 83 von der Spannungsquelle 41 eine konstante
Spannung Ui = UP > 0 und an den Anschluss APE und über das geschlossene zweite Schaltelement 49 an den Anschluss IPN der Pumpzelle 17 angelegt. Im Falle der Einzellen-Sonde 61 wird die Spannung UP an die Anschlüsse ALE und IPE angelegt.
Der Wert der Pumpspannung UP wird schrittweise variiert. Zunächst liegt keine oder nur eine niedrige Spannung an der Pumpzelle 17 beziehungsweise der Pump- und Nernst-Zelle 63 an, danach wird ein relativ kleiner Wert UP 1, der beispielsweise bei 800 mV liegen kann, angelegt und ein zugehöriger Strom IP 1 mittels des ersten Stromsensors 45 gemessen. Anschließend wird eine höhere
Pumpspannung UP 2, die beispielsweise 1200 mV betragen kann, an die
Anschlüsse APE und IPN beziehungsweise ALE und IPE angelegt und ein zugehörige Strom IP 2 gemessen. Nach einer gewissen Zeit wird wieder die kleinere Pumpspannung UP 1 angelegt und ein zugehöriger Strom IP 3 erfasst. Anschließend überprüft eine Verzweigung 85, ob die beiden Stromwerte IP 1 und Ip2 Null sind. Ist dies der Fall (Y), wird in einem Schritt 87 ein Defekt der
Leitungen zwischen den Anschluss APE und/oder IPN beziehungsweise ALE und/oder IPE und der Zelle 17 bzw. 63 erkannt. Andernfalls (N) wird in einer Verzweigung 89 überprüft, ob eine Differenz zwischen dem Strom IP 3 und IP 1 betragsmäßig größer als ein Höchstwert ΔIP,max ist. Ist dies der Fall (Y), wird in einem Schritt 91 ein Defekt an mindestens einer der Elektroden 19, 21 beziehungsweise 65, 67 der Zellen 17 beziehungsweise 63 erkannt. Ist die Differenz zwischen den Strömen kleiner als der Höchstwert ΔIP max (Zweig N der Verzweigung 89), dann ist die Hysterese hinreichend gering, und es wird zu einem Schritt 93 verzweigt.
Zusätzlich können im Fall einer Zweizellen-Breitbandsonde während der beiden Pumpspannungen UP 1 und U P 2 mit dem Ip auch die Nernstspannungen zwischen UN 1 und U N 2 zwischen IPN und RE gemessen werden. Sowohl deren
Absolutwerte als auch die Differenz zwischen ihnen kann als Diagnosekriterium verwendet werden. Dadurch wird die Empfindlichkeit auf defekte IPN verbessert und in Kombination mit den Ergebnissen der Ip-Hysterese-Untersuchung eine eindeutige Unterscheidung, welche der beiden Pumpelektroden die defekte ist, ermöglicht.
In den folgenden Schritten des Verfahrens 71 , die in Figur 5 dargestellt sind, wird überprüft, ob der Pumpstrom IP in einem zulässigen Bereich liegt. Hierzu wird zunächst in einem Schritt 93 eine definierte konstante Spannung URT2 durch entsprechendes Ansteuern der ersten Spannungsquelle 41 und der
Schaltelemente 47 und 49 angelegt und der Strom I1 als ein Strom IRT2 erfasst. Aus dem erfassten Strom IRT2 wird ein Sollwert lP,SOιι für den Pumpstrom ermittelt (Schritt 95). Anschließend wird in einem Schritt 97 eine vorgegebene konstante positive Pumpspannung UP > 0 an die Anschlüsse APE und IPN angelegt. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 43 die Schaltelemente 47, 49 und die erste
Spannungsquelle 41 entsprechend an (Ui= UP > 0). Der resultierende
Pumpstrom IP wird mittels des ersten Stromsensors 45 erfasst.
Anschließend wird in einer Verzweigung 99 überprüft, ob ein Quotient aus dem erfassten Pumpstrom IP und dem ermittelten Sollwert lP,SOιι betragsmäßig in einem durch die Werte Qmιn und Qmax begrenzten Bereich liegt. Ist dies nicht der Fall (N), dann wird in einem Schritt 101 ein Fehler in der Pumpzelle 17 erkannt. Ist der Quotient größer als der Wert Qmax, dann wird ein Riss in einer
Diffusionsbarriere der Lambdasonde 1 1 und/oder in einer Sondenkeramik, insbesondere im ersten Festkörperelektrolyt 23, erkannt. Ferner deutet ein zu großer Wert des Quotienten auf einen elektrischen Nebenschluss parallel zur
Pumpzelle 17 hin. Ist der Quotient betragsmäßig kleiner als der Wert Qmm, dann wird eine Versottung, das heißt Schmutzablagerungen, an der Diffusionsbarriere, erkannt. Liegt der Quotient innerhalb des zulässigen Bereichs, dann wird mit einem Schritt 103 fortgefahren. Der genaue Wert von Qmιn beziehungsweise Qmax kann in Abhängigkeit von der zu überprüfenden Lambdasonde und dem an der
Sonde während der Diagnose vorliegenden Gas festgelegt werden. Für bestimmte Typen der Lambdasonde 1 1 und bestimmte Gasumgebungen, z.B. Luft, darf der Quotient bis zu 14% nach oben abweichen, das heißt
beispielsweise Qmax = 1 ,14. Dementsprechend kann ggf. auch eine Abweichung um 14% nach unten toleriert werden, das heißt es kann beispielsweise Qmιn =
0,86 gewählt werden.
Es ist denkbar, dass die in Figur 5 gezeigten Schritte 93, 95, 97, 99, 101 zum Überprüfen der Hysterese auch bei Einzellensonden und/oder Sonden ohne den Trimmwiderstand 39 ausgeführt werden. Bei Einzellensonden wird im Schritt 97 die Pumpspannung UP an die Anschlüsse ALE und IPE angelegt. Bei
Abgassonden ohne den Trimmwiderstand 39 entfällt der Schritt 93, und im Schritt 95 wird der Sollwert lP,SOιι des Pumpstroms auf andere Weise, beispielsweise als eine Konstante, die ggf. vom Typ der Lambdasonde abhängen kann, festgelegt.
Ferner wird in dem Verfahren 71 außer dem Pumpstrom IP in einer
Vorwärtsrichtung auch ein invertierter Pumpstrom überprüft. Entsprechende Schritte des Verfahrens 71 sind in Figur 6 dargestellt. In einem Schritt 103 wird eine negative Spannung -UPn von der ersten Spannungsquelle 41 erzeugt, das heißt Ui < 0. Die negative Spannung wird an die Anschlüsse APE und IPN beziehungsweise ALE und IPE angelegt. Hierzu schließt die Steuereinrichtung 43 das erste Schaltelement 47 und öffnet das zweite Schaltelement 49. Bei angelegter negativer Pumpspannung -UPn wird ein Pumpstrom IP erfasst. Eine dem Schritt 103 nachfolgende Verzweigung 105 überprüft, ob der Betrag des erfassten Pumpstroms IP innerhalb eines durch Werte lP mιn und lP,max begrenzten Bereichs liegt. Ist dies nicht der Fall (N), dann wird in einem Schritt 107 ein Fehler in der Lambdasonde 1 1 festgestellt. Andernfalls (Y) wird zu einem Schritt 109 verzweigt. Ist der erfasste Pumpstrom IP kleiner als der Mindestwert Ip min, dann wird im Schritt 107 eine Versottung einer auf der
Außenpumpelektrode 19 beziehungsweise der Außenelektrode 65 angebrachte
Schutzschicht, eine zu geringe Temperatur der Lambdasonde 1 1 und/oder ein Defekt im ersten Festkörperelektrolyt 23 erkannt. Ist der erfasste Pumpstrom IP betragsmäßig größer als der Höchstwert lp,max, dann wird eine zu hohe
Temperatur der Lambdasonde 1 1 und/oder ein elektrischer Nebenschluss zwischen der Außenpumpelektrode 19 und der Innenpumpelektrode 21 beziehungsweise der Außenelektrode 65 und der Innenelektrode 67 oder eine Beschädigung bzw. ein Fehlen der Schutzschicht erkannt. Ein solcher
Nebenschluss kann beispielsweise durch Ablagerungen zwischen den
Elektroden 19 und 21 beziehungsweise 65 und 67 oder einer unzureichenden Isolierung der Elektroden 19, 21 beziehungsweise 65 und 67 gegeneinander herrühren.
Als eine weitere in Figur 7 dargestellte Überprüfung wird die elektrische
Leitfähigkeit zwischen dem Anschluss IPN beziehungsweise IPE und dem leitfähigen Gehäuseteil 37 überprüft. Hierzu wird in dem Schritt 109 eine
Spannung Uge zwischen den Anschluss IPN beziehungsweise IPE und dem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil 37 angelegt. Die Spannung Uge ist
vorzugsweise positiv, Uge > 0. Hierzu schließt die Steuereinrichtung 43 der in Figur 1 gezeigten Diagnosevorrichtung das dritte Schaltelement 55 und hält das vierte Schaltelement 57 offen. Ferner steuert die Steuereinrichtung 43 die zweite
Spannungsquelle 51 so an, dass sie die Spannung U2 = Uge erzeugt. Der durch die zweite Spannungsquelle 51 fließende Strom I2 wird als ein Gehäusestrom lge = I2 erfasst. Anschließend wird in einer Verzweigung 1 1 1 überprüft, ob der erfasste Gehäusestrom lge größer ist als ein kritischer Wert lge,knt- Ist dies der Fall (Y), wird in einem Schritt 1 13 ein Nebenschluss zwischen einem Sensorelement der Lambdasonde 1 1 und dem Gehäuse 35 erkannt. Ein solcher Nebenschluss kann auf eine Verrußung der Lambdasonde 1 1 , insbesondere von einer
Rußablagerung zwischen dem Sensorelement und einer Innenseite eines Schutzrohrs des Gehäuses 35 herrühren. Ist der Gehäusestrom lge nicht größer als der kritische Wert lge,knt (N), dann wird zu einem Schritt 1 15 verzweigt. Im
Schritt 1 15 werden die in den vorherigen Schritten ermittelten Testergebnisse ausgewertet. Beispielsweise können sie angezeigt und/oder gespeichert werden. Es ist auch denkbar, dass, insbesondere wenn alle Prüfungen einzeln keinen Fehlerbefund geliefert haben, ein mehrdimensionales Merkmalsspektrum abgeprüft wird. Das heißt, die Toleranzbereiche jeder einzelnen untersuchten Funktionsgröße werden in einem abschließenden Test daran festgemacht, wo jeweils die anderen Funktionswerte liegen. So kann eine empfindlichere Gesamt- Diagnose erzielt und auch Wechselwirkungen zwischen einzelnen Parametern berücksichtigt werden. Anschließend wird das Verfahren im Schritt 1 17 beendet. In der gezeigten Ausführungsform des Verfahrens 71 wird für den Fall, dass eine einzelne Überprüfung einen Fehler erkennt, das heißt für den Fall, dass einer der Schritte 81 , 87, 91 , 101 , 107 oder 1 13 ausgeführt wird, das Verfahren 71 jeweils mit der nächsten Überprüfung fortgesetzt. Das heißt, es werden alle
Überprüfungen unabhängig von den Ergebnissen der jeweils vorhergehenden Überprüfungen durchgeführt. Hierbei steuert die Steuereinrichtung 43 den Ablauf des Verfahrens 71 und wertet erfasste Größen zur Diagnose der Lambdasonde 1 1 , 61 aus. Die Steuereinrichtung 43 bildet somit auch eine Auswerteeinheit der Diagnosevorrichtung 15. Abweichend hiervon kann jedoch auch vorgesehen werden, dass das Verfahren
71 beendet wird, sobald eine der Überprüfungen einen Fehler erkennt. In diesem Fall wird nach Ausführung des Schritts 81 , 87, 91 , 101 oder 107 sofort zum Schritt 1 15 verzweigt. Die Reihenfolge der jeweils in den Figuren 3 bis 7 dargestellten Überprüfungen kann beliebig variiert werden. In anderen
Ausführungsformen können auch einzelne dieser Überprüfungen entfallen.
Im Folgenden wird anhand der Figur 8 der Schritt 75 zum Erkennen des Typs der Lambdasonde 1 1 näher erläutert. Im Schritt 75 steuert die Steuereinrichtung 43 das Regelelement 59 zunächst so an, dass eine Heizspannung UH zwischen dem Anschluss H+ und dem Anschluss H- der Lambdasonde 1 1 angelegt wird (Schritt
121 ). Eine exakte Regelung der Temperatur der Lambdasonde 1 1 ist für die Erkennung des Typs der Lambdasonde 1 1 nicht erforderlich. Die Heizspannung UH muss lediglich hinreichend hoch sein, so dass für alle Sondentypen, mit denen die Diagnosevorrichtung 15 betrieben werden sollen, eine hinreichend große Temperatur der Festkörperelektrolyte 23, 27 erreicht wird, bei der die
Festkörperelektrolyte 23, 27 Sauerstoffionen leiten können. In einem nachfolgenden Schritt 123 werden Sauerstoffionen zum Diffusionsspalt der Lambdasonde 1 1 transportiert. Falls es sich bei der Lambdasonde 1 1 um eine Zweizellensonde handelt, dann wird eine negative Spannung U0 < 0 an die Nernst-Zelle 25 angelegt. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 43 die zweite Spannungsquelle 51 so an, dass die Spannung U2 einen negativen Wert aufweist, das heißt U2 = UD < 0. Nach einer gewissen Zeit wird die Nernst-Zelle 25 wieder von der Spannung U0 getrennt. Hierzu kann die Steuereinrichtung 43 das vierte Schaltelement 57 öffnen. In einem auf den Schritt 123 folgenden Schritt 125 wird mittels des
Spannungssensors 52 eine Spannung UM zwischen dem Anschluss APE und dem Anschluss RE, das heißt im Wesentlichen eine Spannung zwischen der Außenpumpelektrode 19 und der Referenzelektrode 31 , erfasst. Die Höhe der Spannung UM ist ein Maß für den Sauerstoffgehalt im Gas, das an der zu der Außenpumpelektrode 19 zugewandten Seite der Lambdasonde 1 1 vorhanden ist.
Handelt es sich hierbei um sauerstoffarmes Gas, dann ergibt sich ein relativ hoher Wert für die Spannung UM, der typischerweise über 450 mV liegt. Die Schritte 123 und 125 dienen somit zur Erkennung von sauerstoffarmem Gas (Fettgaserkennung). Sauerstoffarmes Gas kann insbesondere dann vorliegen, wenn die Lambdasonde 1 1 während der Diagnose im Abgasrohr der
Brennkraftmaschine eingebaut bleibt. Denn nach einem Abschalten der
Brennkraftmaschine zum Zwecke der Diagnose verbleibt oftmals Restabgas im Abgasrohr, das einen relativ geringen Sauerstoffgehalt aufweist. Da bei modernen Brennkraftmaschinen das Abgassystem, insbesondere das Abgasrohr, in dem die Lambdasonde 1 1 eingebaut ist, relativ gut gegenüber der
Umgebungsluft abgedichtet ist, steigt der Sauerstoffgehalt im Abgasrohr auch nach einem längeren Stillstand der Brennkraftmaschine allenfalls geringfügig an.
Handelt es sich bei der Lambdasonde 1 1 um die Einzellensonde 61 , dann wird im Schritt 123 die Spannung UD an die Anschlüsse ALE und IPE angelegt. Hierzu steuert die Steuereinrichtung 43 die erste Spannungsquelle 41 derart an, dass sie die positive Spannung UD > 0 erzeugt, das heißt Ui = UD > 0. Im Schritt 125 wird die Spannung UM mittels des Spannungssensors 52 zwischen den
Anschlüssen ALE und IPE gemessen. Anschließend wird in einer Verzweigung 127 überprüft, ob die erfasste Spannung UM betragsmäßig größer ist als ein kritischer Wert UM,kπt- Ist dies der Fall (Y), dann wird erkannt, dass sauerstoffarmes, das heißt fettes Gas vorliegt, und in einem Schritt 129 wird ein Korrekturwert ΔU auf einen Wert gesetzt, der dem Betrag der Spannung UM entspricht. Andernfalls (N) wird in einem Schritt 131 der
Korrekturwert ΔU auf Null gesetzt.
Auf den Schritt 129 beziehungsweise 131 folgt ein Schritt 133, in welchem zwischen dem Anschluss IPN und dem Anschluss RE eine negative Spannung angelegt wird. Diese Spannung entspricht betragsmäßig einem vorbestimmten
Wert USDI > 0, der um den Korrekturwert ΔU > 0 korrigiert wird, das heißt die zweite Spannungsquelle 51 erzeugt die Spannung U2 = - USDI - ΔU < 0.
Gleichzeitig wird der Strom I2 als der Pumpstrom lSD2 erfasst. Anschließend wird in einem Schritt 135 an die Anschlüsse IPN und RE eine positive vorgegebene konstante Spannung USD2 > 0 angelegt, wodurch die Spannung an den
Anschlüssen IPN und RE umgepolt wird. Gleichzeitig wird der Strom I2 als weiterer Pumpstrom ISD2 erfasst. Schließlich wird in einem Schritt 137 der Typ der Lambdasonde 1 1 in Abhängigkeit von den beiden erfassten Pumpströmen ISDI und ISD2 ermittelt. Nach Abschluss des Schritts 137 wird das Verfahren 71 mit dem auf den Schritt 75 folgenden Schritt 76 fortgesetzt.
Beispielsweise kann anhand der erfassten Pumpströme ISDI und ISD2 zwei Typen der Lambdasonde 1 1 unterschieden werden, die sich hinsichtlich ihrer
Geometrie, insbesondere der Größe des Luft-Diffusionskanals zur
Referenzelektrode 31 beziehungsweise der Größe und Lage der Nernst-
Elektrode 29 unterscheiden. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrien ist nämlich ein Widerstand der Nernst-Zelle 25 der Lambdasonde 1 1 dieser unterschiedlichen Typen verschieden. Somit ergibt sich bei der Lambdasonde 1 1 desjenigen Typs, bei dem die Nernst-Zelle 25 einen kleinen ohmschen
Widerstand und einen offenen Referenzluftkanal aufweist, ein relativ großer Wert für die erfassten Ströme ISDI und ISD2- Bei der Lambdasonde 1 1 des Typs, bei dem der ohmsche Widerstand der Nernst-Zelle 25 relativ groß und der
Diffusionskoeffizient des Referenzluftkanals relativ klein ist, sind diese erfassten Ströme ISDI und ISD2 relativ gering. Somit kann vorgesehen werden, dass im Schritt 137 der Typ der Lambdasonde 1 1 erkannt wird, bei dem der Widerstand der Nernst-Zelle 25 und des Referenzluftkanals gering ist, wenn die erfassten Ströme beide größer sind als bestimmte vorgegebene Mindestwerte, das heißt wenn gilt, ISDI > Xi und ISD2 > als X2. Dementsprechend kann im Schritt 137 vorgesehen werden, dass der Typ der Lambdasonde 1 1 , bei dem der Widerstand der Nernst-Zelle 25 und des Referenzluftkanals hoch ist, erkannt wird, wenn die erfassten Ströme geringer sind als bestimmte vorgegebene Mindestwerte, das heißt wenn gilt, ISDI < als Yi und ISD2 < als Y2. Auch andere, gegenläufige Kombinationen zwischen den erfassten Strömen können einen Sondentyp charakterisieren. Die oben beschriebenen Schritte 133, 135, 137 zur Unterscheidung von Typen der Lambdasonde 1 1 können in entsprechender weise auch in Verbindung mit der Einzellen-Lambdasonde 61 angewendet werden.
Man erkennt, dass die oben beschriebene Überprüfung insofern redundant ist, als dass zwei erfasste Ströme überprüft werden, um zwischen zwei
verschiedenen Typen der Lambdasonde zu unterscheiden. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Unterscheidung der Typen der Lambdasonde 1 1. In den Fällen, in denen der Typ der Lambdasonde 1 1 nicht eindeutig identifiziert werden kann, kann das Verfahren 71 entweder abgebrochen werden oder ein Benutzer der Diagnosevorrichtung 15 zur manuellen Eingabe des Typs der Lambdasonde
1 1 aufgefordert werden. Im Schritt 137 wird eine nicht eindeutige
Identifizierbarkeit des Typs der Lambdasonde 1 1 festgestellt, wenn keine der beiden oben genannten Bedingungen bezüglich der Ströme ISDI und ISD2 zutreffen. Hierdurch wird eine falsche Identifizierung des Typs der Lambdasonde 1 1 vermieden, wenn sich z. B. der Widerstand der Nernst-Zelle 25 aufgrund von
Abnutzungs- oder Alterungseffekten (sogenannte dynamische Effekte) der Lambdasonde 1 1 verändert hat.
Insgesamt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren beziehungsweise eine Diagnosevorrichtung bereit, mit der eine detaillierte Überprüfung einer
Abgassonde, insbesondere einer Lambdasonde, möglich ist, wobei die
Überprüfung isoliert von anderen Komponenten der Brennkraftmaschine vorzugsweise bei stillstehender Brennkraftmaschine durchgeführt werden kann. Hierdurch werden die Überprüfung verfälschende Effekte infolge von
Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten der
Brennkraftmaschine zumindest weitgehend ausgeschlossen. Durch die automatische Erkennung des Typs der Lambdasonde 11 wird eine einfache Bedienung der Diagnosevorrichtung 15 erreicht.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (71 ) zur Diagnose eines elektrochemischen Sensors,
insbesondere einer beheizbaren Abgassonde (1 1 ) einer
Brennkraftmaschine, bei dem mittels einer Spannungsquelle (41 , 51 ) eine vorgegebene zeitlich variierende oder konstante Spannung (Ui, U2) erzeugt wird, die Spannung (Ui, U2) an die Anschlüsse/ Elektroden (APE, RT, IPN, RE, ALE, IPE, 37) der Abgassonde (1 1 ) angelegt wird, ein bei angelegter Spannung (Ui, U2) durch die Spannungsquelle fließender Strom (I1, I2) erfasst wird und der Strom (I1, I2) zur Diagnose der Abgassonde (1 1 ) ausgewertet wird, oder bei dem mittels einer Spannungsquelle (41 , 51 ) ein vorgegebener zeitlich variierender oder konstanter Strom (I1, I2) erzeugt wird, der Strom (I1, I2) durch die Anschlüsse/Elektroden (APE, RT, IPN, RE, ALE, IPE, 37) der Abgassonde (1 1 ) getrieben wird, eine bei eingespeistem Strom (I1, I2) an der Spannungsquelle (41 , 51 ) anliegende Spannung (U1, U2) erfasst wird und die Spannung (U1, U2) zur Diagnose der Abgassonde (1 1 ) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (71 ) unabhängig von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der
Brennkraftmaschine ausgeführt wird, wobei eine Betriebstemperatur der Abgassonde (1 1 ) mittels einem von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung getrennten Regelelement (59) auf einen vorgegebenen Temperaturwert geregelt wird.
2. Verfahren (71 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Spannung (U1, U2) an die mit Elektroden (19, 21 , 29, 31 , 65, 67) einer Zelle (17, 25, 63) der Abgassonde (1 1 ) verbundenen Anschlüsse (APE, RT, IPN,
RE, ALE, IPE) angelegt wird und als Strom (I1) ein Pumpstrom (IP) erfasst wird.
3. Verfahren (71 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Spannung (U1) schrittweise und/ oder in wechselnder Richtung derart variiert wird, dass die Spannung (U1) nacheinander verschiedene Spannungswerte (Up1, Up2) aufweist und dass für mindestens zwei dieser Spannungswerte (Up1, Up2) zugehörige Stromwerte (IP 1, lP 2)des Stroms (I1) erfasst werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswerten der Stromwerte (IP 1, IP 2), vorzugsweise durch Vergleichen, der Stromwerte
(Ip1, Ip2) miteinander, eine Hysterese bezüglich einer Abhängigkeit zwischen der angelegten Spannung (Ui) und dem erfassten Strom (I1) überprüft wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Auswerten der Nernstspannungswerte UN zwischen RE und IPN (UN1 , UN2),
vorzugsweise durch Vergleichen der Nernstspannungswerte (UN 1 , UN 2) miteinander, eine Hysterese bezüglich einer Abhängigkeit zwischen der angelegten Spannung (Ui) und der erfassten Nernstspannung (Ui) überprüft wird.
6. Verfahren (71 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Spannung (Ui) an die mit einem Trimmwiderstand (39) der Abgassonde (1 1 ) verbundenen Anschlüsse (APE, RT) angelegt wird.
7. Verfahren (71 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass,
vorzugsweise in Abhängigkeit von einem Wert des Trimmwiderstands, ein Sollwert (lp,Soiι) für den Pumpstrom (IP) ermittelt wird, als Spannung (Ui) eine positive Pumpspannung (UP) angelegt wird und die Abgassonde (1 1 ) in
Abhängigkeit von dem Sollwert (lp,Soiι) und dem Pumpstrom (IP) überprüft wird.
8. Verfahren (71 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als
Spannung (Ui) eine negative Pumpspannung (-UPn) angelegt wird, als Strom
(I1) ein invertierter Pumpstrom (IP) erfasst wird und überprüft wird, ob der invertierte Pumpstrom (IP) in einem vorgegebenen zulässigen Bereich (lp,mm, Ip.max) liegt.
9. Verfahren (71 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Spannung (U2) zwischen einem mit einer Elektrode der Zelle, vorzugsweise mit einer Innenelektrode (21 , 67) einer Pumpzelle (17, 63), verbundenen Anschluss (IPN, IPE) der Abgassonde (1 1 ) und einem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil (37) der Abgassonde (1 1 ) angelegt wird, als Strom (I2) ein Gehäusestrom (lge) erfasst wird und überprüft wird, ob der Gehäusestrom (lge) kleiner oder gleich einem vorgegebenen Höchstwert (lge,max) ist.
10. Verfahren (71 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens eine Messgröße (ISDI , ISD2)> die einen Zellenwiderstand der mindestens einen Zelle (25, 63) der Abgassonde (1 1 ), vorzugsweise den Zellenwiderstand einer Nernst-Zelle (25) der Abgassonde (1 1 ), charakterisiert, erfasst oder ermittelt wird und in Abhängigkeit von der Messgröße (ISDI , ISD2) ein Typ der Abgassonde (1 1 ) ermittelt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannung mindestens eine Messspannung (-USD2, USD2) an die Zelle (25) angelegt wird und als Messgrößen für jede Messspannung der Strom (ISDI , ISD2) durch die Zelle (25) erfasst wird.
12. Verfahren (71 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
nacheinander mindestens zwei Messspannungen (-USD2, USD2)
unterschiedlicher Polarität an die Zelle (25) angelegt werden.
13. Verfahren (71 ) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die bzw. jede Messgröße (ISDI , ISD2) mit einem
Schwellwert (X1, X2, Y-i, Y2) verglichen wird und in Abhängigkeit von diesem Vergleich der Typ der Abgassonde (1 1 ) ermittelt wird.
14. Verfahren (71 ) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass vor dem Anlegen der Messspannung (-USDI , USD2) an die Zelle (25) eine von der Zelle (25) erzeugte Zellenspannung (UM) erfasst wird und zumindest eine der besagten Messspannungen (-USDI - ΔU) in Abhängigkeit von der Zellenspannung (UM) vorgegeben wird.
15. Diagnosevorrichtung (15) zum Überprüfen einer beheizbaren Abgassonde
(1 1 ) einer Brennkraftmaschine, wobei die Diagnosevorrichtung (15) umfasst: mindestens eine Spannungsquelle (41 , 51 ), die zum Anlegen einer vorgegebenen zeitlich variierenden oder konstanten Spannung (Ui, U2) an Anschlüsse (APE, RT, IPN, RE1 ALE, IPE, 37) der Abgassonde (1 1 ) eingerichtet ist, mindestens einen Stromsensor (45, 53) , der zum Erfassen eines bei angelegter Spannung (Ui, U2) durch die Spannungsquelle (41 , 51 ) fließenden Stroms (I1, I2) eingerichtet ist, und eine Auswerteeinheit (43) zum Auswerten des Stroms (I1, I2) zur Diagnose der Abgassonde (1 1 ), oder die umfasst: mindestens eine Spannungsquelle, die zum Erzeugen eines vorgegebenen, zeitlich variierenden oder konstanten Stroms (I1, I2) eingerichtet ist, und die dazu eingerichtet ist, den Strom (I1, I2) durch
Anschlüsse der Abgassonde (1 1 ) zu treiben, einen Spannungssensor, der zum Erfassen einer bei eingespeistem Strom (I1, I2) an der Spannungsquelle anliegenden Spannung eingerichtet ist, und eine Auswerteeinheit, die zum Auswerten der Spannung zur Diagnose elektrochemischen Sensors eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosevorrichtung (15) derart von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine getrennt ist, dass sie die Abgassonde (1 1 ) unabhängig von einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung überprüfen kann, wobei die Diagnosevorrichtung (15) ein Regelelement (59) zum Regeln einer Betriebstemperatur der Abgassonde (1 1 ) auf einen vorgegebenen Wert aufweist.
16. Diagnosevorrichtung (15) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnosevorrichtung (15) zum Ausführen des Verfahrens (71 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 eingerichtet, insbesondere programmiert, ist.
17. Diagnosevorrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der vorgegebenen Spannung der Strom vorgegeben wird und anstelle des ausgewerteten Stroms die zugehörige Spannung ausgewertet wird.
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